ساخت نانوکامپوزیت کربن سخت-سیلیکون به عنوان ماده فعال آندی باتری یون لیتیوم

در این پژوهش, با استفاده از رزین فنولی به عنوان پیش ماده کربنی و مقادیر مختلف اتیلن گلیکول به عنوان عامل حفره ساز نمونه های کربن سخت متخلخل سنتز شدند. نمونه ها توسط پراش پرتو ایکس (XRD) و جذب و واجذب گاز نیتروژن مشخصه یابی شدند. در الگوهای پراش پرتو ایکس نمونه ها, پیک های پهن مشاهده شد که نشان دهنده ساختار آمورف آنهاست. همچنین نمودارهای جذب و واجذب گاز نشان داد که ایزوترم جذب نمونه ها از نوع چهارم است و تمام نمونه ها ساختار نانومتخلخل دارند. آزمون های شارژ و دشارژ برای به دست آوردن ظرفیت از نمونه ها گرفته شد. نمونه ای که دارای بیشترین ظرفیت, پهن ترین الگوی پراش پرتو ایکس و میزان تخلخل مناسب بود, برای ترکیب شدن با سیلیکون انتخاب شد. نانوذرات سیلیکون توسط آسیاکاری مکانیکی از میکروذرات سیلیکون به دست آمدند. براساس الگوی پراش پرتو ایکس نانوذرات سیلیکون ساختار بلوری داشته و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) نیز نشان داد ذرات در اندازه نانومتری بوده و توزیع یکنواختی دارند. الگوهای پراش پرتو ایکس نانوکامپوزیت ها نیز بررسی شده و وجود سیلیکون و کربن سخت در ساختار آنها تایید شد. بر اساس آزمون های الکتروشیمیایی مشاهده شد که افزودن مقداری سیلیکون ظرفیت نانوکامپوزیت را افزایش داده و بازده کولنی و طول عمر را بهبود می بخشد.